A diferença real seria entre os métodos de armazenamento em cache. Não use o módulo nginx. Use o memcached padrão (apt-get install memcached / yum install memcached) com o módulo php-memcache.
Em seguida, configure o W3TC para usar o memcache como cache (página / banco de dados / objeto).
Quando você usa o módulo memcached do nginx, o nginx está fazendo o cache enquanto as respostas sem cache (cache miss) vão para o wordpress, que o IMO estaria fazendo com o overcaching:).